(57)【要約】【課題】  補給されたトナーと現像剤との撹拌が不十分な状態の二成分現像剤が、直接現像剤担持体に供給されることを防止し、高密度画像を連続形成しても形成画像内にモヤ班等の画像濃度ムラの少ない、均一な画像を得ることができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像剤担持体３２と、現像剤収容部３３と、トナー収容部３５と、現像剤退避部３４と、現像剤分離手段３８と、撹拌回転部材３６を備え、現像剤退避部３４に分離された現像剤がトナー収容部３５からのトナーを取り込みながら現像剤収容部３３に流入する現像装置において、現像剤担持体３２に最近接する撹拌回転部材３６の回転軸よりも重力方向上側であってトナー収容部３５側の領域をトナー収容部３５側から現像剤担持体３２側へ向かって通過する二成分現像剤Ｇの流れを規制する規制部３９ｅを備えることを特徴とする。【選択図】          図１
2006047715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部を介して現像剤担持体と連通して設けられトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤収容部に対し隣接し現像剤収容部と連通する現像剤退避部と、現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に前記余剰現像剤を分離する現像剤分離手段と、現像剤収容部内に設けられ現像剤を撹拌し現像剤担持体に搬送する撹拌回転部材を少なくとも１本以上備え、現像剤退避部に分離された現像剤がトナー収容部からのトナーを取り込みながら現像剤収容部に流入する現像装置において、
現像剤担持体に最近接する撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上側であってトナー収容部側の領域をトナー収容部側から現像剤担持体側へ向かって通過する二成分現像剤の流れを規制する規制部を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤収容部と前記現像剤退避部とを隔てる仕切り部材をさらに備え、前記規制部は、該仕切り部材の下端に設けられ、その先端が前記撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上側であって、かつ、トナー収容部側の領域にある該撹拌回転部材の外周面と対向するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体に最近接する撹拌回転部材の回転方向は、前記現像剤担持体の回転方向と反対であることを特徴とする請求項１又２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記規制部は、その先端が前記外周面と接触するように形成されたブレード部材であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記規制部は、その先端が前記外周面と接触するように形成されたブラシ部材であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、磁性キャリアとトナーとを具備した二成分現像剤を用い、かつ、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御する現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特公平５−６７２３３号公報
【特許文献２】特開平５−１１９６２５号公報
【特許文献３】特開平９−２２１７８号公報
【特許文献４】特開２０００−３５２８７７号公報
【特許文献５】特開平９−１９７８３３号公報
【０００３】
一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。この種の現像装置に用いられる現像方式としては、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子であるキャリアと着色粒子であるトナーとを混合撹拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。
【０００４】
従来、二成分現像方式の現像装置としては、画質、コスト面や安定性など優れた点が多いことから、トナーを磁性キャリアに混合した現像剤を磁場によって搬送して現像する磁気ブラシ現像方法が広く用いられている。この磁気ブラシ現像方法では、トナーと磁性キャリアとの摩擦で発生した静電気力により、トナーが磁性キャリアの表面に担持されるが、このトナーは、像担体上の静電潜像に接近すると、静電潜像担持体と現像剤担持体との間に形成される電界によって静電潜像上へ飛翔し、静電潜像を可視像化する。また、現像剤は、現像によって消費されたトナーを補充しながら反復使用される。
【０００５】
しかし、このような磁気ブラシ現像方法においては、トナー濃度（トナーと磁性キャリアの混合比）を一定範囲に保つ制御を行わないと、トナー濃度が上昇した場合には、トナー飛散やカブリが発生し、一方、トナー濃度が低下した場合には、濃度低下や濃度斑、画像抜けなどが発生してしまう。したがって、安定した画像を得るためにはトナー濃度を一定に保つ必要がある。
【０００６】
そこで、従来の磁気ブラシ現像方法では、安定した画像を得るためにトナー濃度センサを用いてトナー濃度を検知したり、現像パッチを作成してトナー現像量を検知し、その信号によってトナー補給部材を作動させることによりトナー濃度を一定に保つ制御が行われている。例えば、トナー濃度センサによりトナー濃度を検知し、この検知情報に基づいてトナー濃度が低下したと判断された場合、トナー補給部材によりトナー補給が行われる。
【０００７】
しかし、この種の磁気ブラシ現像方法にあっては、トナー濃度センサや独立してＯＮ／ＯＦＦ駆動できるトナー補給部材が必要不可欠であり、現像装置の大型化、高コスト化が避けられない。また、検知対象の濃度パッチを作成する等、トナー濃度の検知システムが面倒であるという不具合がある。
【０００８】
このような不具合を解決する先行技術として、トナー濃度センサやトナー補給部材を用いずに、トナー濃度を一定に保つ現像装置や制御方法が既に提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。こうした現像装置は、二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部と連通し且つトナーを収容するトナー収容部とを有し、現像剤担持体上の二成分現像剤量を規制部材で規制し、現像剤担持体上における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御することで、トナー濃度を調整するものである。
【０００９】
また、自律的制御の方法は、現像剤担持体に担持搬送される現像剤移動層と、現像剤収容部内で現像剤が循環する現像剤循環層とを発生させ、現像剤収容部と連通しているトナー収容部からのトナーを取り込むというものである。すなわち、現像工程において、トナーが消費されると、現像剤収容部内に収容された現像剤の嵩が減少し、減少した嵩分のトナーがトナー収容部から現像剤収容部に補給されることで、現像剤収容部内の現像剤は、トナー濃度を保つというものである。
【００１０】
上記現像装置の例として、特許文献１では、現像スリーブ上に磁性粒子層を形成し、容器内のトナー供給部においてこの磁性粒子層に接触するようにトナーを収容し、現像スリーブの回転に伴う磁性粒子層の磁性粒子の移動によって、上記トナー供給部で磁性粒子層内にその外側のトナー層からトナーを取り込み、トナーと磁性粒子とが混合された現像剤を規制部材でその層厚を規制して現像部に搬送することにより、トナーの過剰供給による帯電不足の防止を図っている。
【００１１】
また、特許文献２では、内部磁極を有する現像スリーブ回転型磁気ブラシ現像装置において、現像スリーブ表面に絶縁性層を設けるとともに、現像スリーブ近くにトナー供給ロールを配設し、トナー供給ロールと現像スリーブ間に交番電圧を印加することで、トナー濃度、トナー帯電の安定化を図っている。
【００１２】
さらに、特許文献３では、現像剤を構成するトナーとして磁性トナーを用いることで、トナー帯電の安定化、トナー飛散の防止を図っている。
【００１３】
また、特許文献４では、現像剤担持体の搬送速度が最速のときにおいて、キャリア一個の表面に対してトナーが完全に覆った状態となる限界トナー濃度以下となるようにトナー濃度を構成することで、地汚れやトナー飛散の防止を図っている。
【００１４】
さらにまた、特許文献５では、現像剤収容部において、現像剤担持体に担持搬送される現像剤量を規制する第一の規制部材よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側に第二の規制部材を設けることにより、トナー濃度調整の簡易化を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記の先行技術にあっては、いずれもトナー濃度変化に対応した現像剤の体積変化と現像剤の動きとによって、トナー濃度の制御をしているため、現像剤の体積変化や現像剤の動きを顕著にする必要がある。このような要請下においては、通常の二成分現像方式と比較して、特に、現像剤担持体周辺の現像剤仕込量を少なくして、その体積変化等を顕著にする必要があるため、現像剤の循環が悪く、現像剤の動きが活発な箇所と活発でない箇所とが存在して、トナーの取り込みが均一に行われない。さらに、帯電性能や磁化特性の劣化により磁性キャリアが現像装置本体から抜け出て現像剤収容室内の磁性キャリア量が減少すると、トナー濃度安定時において現像剤収容部内の磁性キャリア量に対するトナー量比率が大きくなる。この結果、十分なトナー帯電が施されず地汚れやトナー飛散が生じるという問題が生じていた。さらに、予め現像剤量を少なく設定しなければならないため、１つの磁性キャリアにかかるストレスが大きくなることに伴い、磁性キャリアの寿命が短くなり、結果として、ランニングコストが上昇するといった問題が生じていた。
【００１６】
こうした問題を解決するために、本出願人は以前、特願２００３−１８５４９９号において、トナー濃度センサやトナー補給機構を必要としない小型で低コストの現像装置を前提とし、磁性キャリアの量が変化しても安定したトナー濃度が保たれて地汚れやトナー飛散が抑制でき、トナーの取り込みを均一にすることによって高密度画像の連続出力に対応し、現像剤の仕込み量を予め多く設定することが可能なことにより長寿命化を実現してランニングコストを抑えた現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供した。
【００１７】
この特願２００３−１８５４９９号に係る現像装置１００は、図１３に示されるように、内部に磁界発生手段１０２を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体１０１と、現像剤担持体１０１に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部１０３と、現像剤収容部１０３にトナー補給路１０４を介して連通し且つトナー補給路１０４を通じてトナー及び二成分現像剤を供給可能に収容するトナー収容部１０５と、現像剤担持体１０１に隣接して現像剤収容部１０３に対し現像剤担持体１０１の現像剤搬送方向下流側に設けられると共に現像剤収容部１０３と連通する現像剤退避部１０６と、現像剤収容部１０３及び現像剤退避部１０６に対して現像剤担持体１０１の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体１０１により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部１０３又は現像剤退避部１０６に余剰現像剤を分離する現像剤分離手段１０７とを備え、現像剤退避部１０６へ分離された二成分現像剤を現像剤収容部１０３及びトナー収容部１０５の両方に流出させるように構成したものである。なお、この現像装置１００は、現像剤収容部１０３内に、図１４に代表されるような構成の一本の現像剤撹拌部材１１０を備え、この現像剤撹拌部材１１０により現像剤収容部１０３内のトナーの撹拌、帯電を行なっている。
【００１８】
しかしながら、このように構成された現像装置においては、高密度画像の連続出力の際に、濃度低下してきた画像内や高密度画像出力後のハーフトーン画像内に、図１５に示されるような、プロセス方向に沿ってトナーこぼれを起こしたような形状で周囲に比べて明らかに画像濃度の高い領域（以後、モヤ斑と表記する場合もある）が突発的に発生するという現象が生じていた。これは、トナー消費が多い高密度画像等の画像形成モードでは現像剤収容部内の現像剤フローのバランスが崩れ、補給されたトナーの一部が現像剤収容部内の現像剤と十分に撹拌混合されることなく、直接現像剤担持体に到達してしまうためであると考えられる。
【００１９】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、補給されたトナーと現像剤との撹拌が不十分な状態の二成分現像剤が、直接現像剤担持体に供給されることを防止し、高密度画像を連続形成しても形成画像内にモヤ班等の画像濃度ムラの少ない、均一な画像を得ることができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部を介して現像剤担持体と連通して設けられトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤収容部に対し隣接し現像剤収容部と連通する現像剤退避部と、現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に前記余剰現像剤を分離する現像剤分離手段と、現像剤収容部内に設けられ現像剤を撹拌し現像剤担持体に搬送する撹拌回転部材を少なくとも１本以上備え、現像剤退避部に分離された現像剤がトナー収容部からのトナーを取り込みながら現像剤収容部に流入する現像装置において、現像剤担持体に最近接する撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上側であってトナー収容部側の領域をトナー収容部側から現像剤担持体側へ向かって通過する二成分現像剤の流れを規制する規制部を備えることを特徴とする。
【００２１】
このように構成した本発明に係る現像装置においては、現像剤担持体と、現像剤収容部と、トナー収容部と、現像剤退避部と、現像剤分離手段と、撹拌回転部材とを備え、現像剤退避部に分離された現像剤がトナー収容部からのトナーを取り込みながら現像剤収容部に流入する現像装置において、現像剤担持体に最近接する撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上側であってトナー収容部側の領域をトナー収容部側から現像剤担持体側へ向かって通過する二成分現像剤の流れを規制する規制部を備えるので、補給されたトナーと現像剤との撹拌が不十分な状態の二成分現像剤が、撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上部を経由して、直接現像剤担持体に供給されることを規制し、これにより、高密度画像等を連続形成しても画像濃度ムラの少ない、均一な画像を得ることができる現像装置を提供することが可能となる。
【００２２】
また、前記現像剤収容部と前記現像剤退避部とを隔てる仕切り部材をさらに備え、前記規制部は、該仕切り部材の下端に設けられ、その先端が前記撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上側であって、かつ、トナー収容部側の領域にある該撹拌回転部材の外周面と対向するように形成されていてもよい。
【００２３】
この場合は、現像剤収容部と現像剤退避部とを隔てる仕切り部材をさらに備え、規制部が、該仕切り部材の下端に設けられ、その先端が撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上側であって、かつ、トナー収容部側の領域にある該撹拌回転部材の外周面と対向するように形成されているので、補給されたトナーと現像剤との撹拌が不十分な状態の二成分現像剤が、撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上部を経由して、直接現像剤担持体に供給されることを妨げる規制部を簡易な構成で効果的に実現することができる。
【００２４】
なお、撹拌回転部材の外周面とは、円筒形状の回転部材の場合には、その外周面をいうものとし、回転軸の周面に羽根等の部材が取り付けられている場合には、その最外周部の描く軌道面をいうものとする。
【００２５】
さらに、前記現像剤担持体に最近接する撹拌回転部材の回転方向は、前記現像剤担持体の回転方向と反対であってもよい。
【００２６】
この場合は、現像剤担持体に最近接する撹拌回転部材の回転方向が、現像剤担持体の回転方向と反対であるので、補給されたトナーと現像剤との撹拌が不十分な状態の二成分現像剤を、撹拌回転部材の回転方向に沿って導くことにより撹拌を促進すると共に、逆方向の二成分現像剤の流れを抑制し、撹拌が不十分な状態の二成分現像剤が、直接現像剤担持体に供給されることをより効果的に抑制することができる。
【００２７】
ここで、前記規制部は、その先端が前記外周面と接触するように形成されたブレード部材であってもよいし、ブラシ部材であってもよい。
【００２８】
この場合は、規制部の先端が撹拌回転部材の所定の外周面と接触するように形成されたブレード部材又はブラシ部材であるので、補給されたトナーと現像剤との撹拌が不十分な状態の二成分現像剤が、撹拌回転部材の回転軸よりも重力方向上部を経由して、直接現像剤担持体に供給されることを確実に防止することができる。
【００２９】
また、本発明は上述した現像装置に限られるものではなく、これらの現像装置を用いて、像担持体上の静電潜像を可視像化する画像形成装置をも対象とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、自律的にトナーを取り込み、現像剤のトナー濃度を一定に保つ現像装置において、高密度画像を連続形成しても、補給されたトナー及び現像剤が十分に撹拌された状態で現像剤担持体に到達するため、形成画像内におけるモヤ斑等の発生を防止することができる。すなわち、画像濃度ムラが少なく、良好な面内均一性を得ることができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
＜実施の形態＞
【００３２】
まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図３を参照して説明する。図３は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【００３３】
図３において、符号２１は、矢印方向に回転する有機感光体からなる静電潜像担持体であり、この静電潜像担持体２１はスコロトロンなどの帯電装置２２によって帯電され、レーザ書込み装置やＬＥＤアレイを有する露光装置２３によって静電潜像が書き込まれる。この静電潜像は、光の当たった静電潜像担持体２１表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置２４は、現像ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像剤担持体３２に前記二成分現像剤を担持させ、この現像剤担持体３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像剤担持体３２を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。さらに、転写装置２６は、例えば静電潜像担持体２１に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源２７によって静電潜像担持体２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスを印加されることで、静電潜像担持体２１上のトナー像を記録材２８に転写させるようにしたものである。また、静電潜像担持体２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。さらに、本実施の形態において、静電潜像担持体２１上のトナー像を転写された記録材２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０によりトナー像は、記録材２８に定着される。定着装置５０は、例えばヒートロール方式で、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に記録材２８を通過させることによりトナー像を記録材２８に定着するようになっている。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る現像装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施の形態に係る現像装置の概要を示す構成図であり、図２は本発明に係る規制部を説明するための仕切り部材周辺の拡大図である。
【００３５】
図１において、現像装置２４は、静電潜像担持体２１に向かって開口する現像ハウジング３１を有し、この現像ハウジング３１の開口に面して現像剤担持体３２を配設し、現像ハウジング３１のうち、現像剤担持体３２に隣接した部位には二成分現像剤Ｇが収容される現像剤収容部３３と、現像剤担持体３２に隣接し、現像剤収容部３３に対して現像剤担持体３２の現像剤搬送方向下流側に設けられる現像剤退避部３４と、現像剤収容部３３を介して現像剤担持体３２に連通し且つトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出した二成分現像剤Ｇを収容するトナー収容部３５とを形成したものである。
【００３６】
なお、本実施の形態において、二成分現像剤Ｇは、トナーＴと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーＴは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと磁気特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。
【００３７】
また、本実施の形態において、現像剤担持体３２は、回転可能な回転スリーブ３２１と、この回転スリーブ３２１の内部に固定的に配設された磁極ロール３２２とを備えている。上記磁極ロール３２２は、例えば、ロール本体中心を通る水平面右側に合わせて搬送磁極（本例ではＳ３）を配設し、回転スリーブ３２１の回転方向（反時計回り）に対し、搬送磁極（Ｓ３）から下流側へ３０°間隔で搬送磁極（本例ではＮ１）と、現像磁極（本例ではＳ１）とを配設する一方、搬送磁極（Ｓ３）から上流側へ３０°間隔でピックアップ磁極（本例ではＮ３）と、搬送磁極（本例ではＳ２）と、搬送磁極（本例ではＮ２）とを配置したものである。なお、本実施の形態において、現像磁極（Ｓ１）は、静電潜像担持体２１に対向し、ピックアップ磁極（Ｎ３）は、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇを捕獲するようになっているが、磁極の配置パターンについてはこの限りでなく、各々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない。
【００３８】
一方、回転スリーブ３２１は、反時計回りに回転すると共に、磁極ロール３２２の現像磁極（Ｓ１）が配設される現像部において、静電潜像担持体２１と対向するようになっている。
【００３９】
また、本実施の形態において、現像剤収容部３３は二成分現像剤Ｇが収容されるスペースを有ると共に、収容された現像剤を撹拌するために所定の方向（本実施の形態では、時計回り）に回転する撹拌回転部材である現像剤撹拌部材３６を一本備えている。さらに、現像剤収容部３３の底部形状は、現像剤担持体３２及び現像剤撹拌部材３６に沿った湾曲形状をしており、現像剤担持体３２、現像剤撹拌部材３６との間に所定間隔の現像剤搬送路を確保している。
【００４０】
ここで、本実施の形態においては、現像剤撹拌部材３６は、磁性体からなる磁性体ロールであるが、撹拌性を向上させるためにロールの円周上に羽根を設けたブレンダーやパドル形状にしてもよい。また、通常の二成分現像剤方式のように二本オーガーにするなど、複数配設してもよい。
【００４１】
さらに、本実施の形態において、トナー収容部３５には、収容されるトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出する二成分現像剤Ｇが撹拌搬送せしめられるトナー撹拌部材３５１を有しており、このトナー撹拌部材３５１は、例えば回転体に弾性フィルムを付けたもので、トナー収容部３５の底壁面に沿ってトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出する二成分現像剤Ｇを掃き出すようにしたものである。
【００４２】
そして、このトナー収容部３５の底部形状は、トナー撹拌部材３５１の移動回転軌跡に沿う湾曲状を有しており、現像剤収容部３３とトナー収容部３５との間の連結部には、トナー補給路３７が設けられている。
【００４３】
また、本実施の形態では、現像剤担持体３２内の搬送磁極（Ｎ１）から現像剤搬送方向下流側（反時計回り方向側）の位置において、搬送磁極（Ｎ１）と現像磁極（Ｓ１）との間には、現像剤担持体３２と対向するようにせき止め部４１が配設されている。このせき止め部４１は、現像剤担持体３２と同程度の幅を有し、一端を現像ハウジング３１により支持され、先端部を数十μｍ〜数百μｍ程度の間隙で現像剤担持体３２に近接させている。そして、本実施の形態においては、このせき止め部４１と、せき止め部４１よりも回転方向上流側に配置された搬送磁極（Ｎ１）とにより、現像剤分離手段３８が構成されている。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、せき止め部４１は、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制機能を兼ねているが、層厚規制機能とは別にしてもよい。この場合、例えば、せき止め部４１と現像磁極（Ｓ１）との間に層厚規制部材を設ける態様が挙げられる。
【００４５】
また、本実施の形態において、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４との間は、仕切り部材３９にて隔てられている。
【００４６】
この仕切り部材３９は、図２に拡大して示されるように、例えば、現像剤担持体３２と同程度の幅で形成されたベースプレート３９ａを有し、このベースプレート３９ａは、現像剤担持体３２側が上方で、その反対側が下方となるように斜め下方に向かって傾斜配置されている。該ベースプレート３９ａの傾斜部長さは傾斜部上を流れる現像剤がトナー補給路３７に流れ込むような長さに設定されており、傾斜部上を流れる現像剤の内、一部がトナー補給路３７を介して現像剤収容部３３へ余剰分がトナー収容部３５へ流出する。しかし、この傾斜部の長さは傾斜板上を流れる現像剤全てがトナー収容部３５へ流れ込むように設定してもよい。そして、ベースプレート３９ａのうち、現像剤担持体３２側に位置する上端部３９ｂは、現像剤担持体３２内の搬送磁極（Ｎ１）の直上、あるいは搬送磁極（Ｎ１）から現像剤搬送方向上流側（時計回り方向側）の位置において、現像剤担持体３２の表面と数百μｍ〜数ｍｍの位置で対向している。なお、本実施の形態では、前述したせき止め部４１に多くの二成分現像剤Ｇを供給するために、仕切り部材３９の上端部３９ｂと現像剤担持体３２との間隙は、せき止め部４１と現像剤担持体３２との間隙よりも広く設定されている。
【００４７】
一方、上端部３９ｂの反対側である下端部３９ｃは、前述したトナー補給路３７の上側壁面を形成するような形状となっていると共に、現像剤撹拌部材３６側の端部３９ｅは、その先端が現像剤撹拌部材３６の外周面と所定の間隔（ギャップ）を隔てて対向するように形成されている。具体的には、現像剤撹拌部材３６の回転軸Ｏよりも重力方向上側であって、トナー収容部３５側に対応する領域（円弧角Ｒに対応する、回転軸Ｏに対して図中右上の領域）における現像剤撹拌部材３６の外周面と対向するように形成されている。このように円弧角Ｒに対応する領域において、仕切り部材３９の端部３９ｅを現像剤撹拌部材３６の外周面と対向させることにより、トナー補給路３７を介して現像剤収容部３３内に流入した二成分現像剤Ｇが、十分な撹拌を経ずに現像剤撹拌部材３６の上部領域を通過して直接現像剤担持体３２へと供給されることを規制する規制部が形成されている。
【００４８】
なお、対向領域については、円弧角Ｒを越えて規制部３９ｅを現像剤撹拌部材３６の外周面と対向させると、トナー補給路３７の流量を規制（回転軸Ｏよりも図中右下側の領域で対向させた場合）したり、現像剤撹拌部材３６の下側を通過して現像剤担持体３２へ向かう十分撹拌混合された二成分現像剤Ｇの流れを規制（回転軸Ｏよりも図中左上側の領域で対向させた場合）することになるので、円弧角Ｒに対応する領域にある外周面のいずれかの箇所で対向させることが好ましい。
【００４９】
また、この規制部３９ｅは、現像剤撹拌部材３６が複数配設されている場合には、現像剤担持体３２に最近接する現像剤撹拌部材の円弧角Ｒに対応する領域をトナー収容部３５側から現像剤担持体３２側へ向かって通過する二成分現像剤の流れを妨げるように形成されていればよい。
【００５０】
ここで、規制部３９ｅと現像剤撹拌部材３６の外周面との間のギャップは、２．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
また、この規制部３９ｅは、仕切り部材３９と一体に、その一部として形成してもよいし、仕切り部材３９の下端部３９ｃにゴム等の弾性部材やフィルム部材からなるブレード部材やブラシ部材を取り付けて規制部３９ｅを形成してもよい。
【００５２】
なお、現像剤担持体３２と現像剤撹拌部材３６との回転方向は、互いに逆方向（例えば、現像剤担持体３２が反時計方向に回転する場合には、現像剤撹拌部材３６は時計方向に回転）であることが好ましい。このように、互いに逆方向に回転するように構成することで、トナー補給路３７を介して供給された二成分現像剤Ｇの流れを、現像剤撹拌部材３６の回転方向に円滑に導いて撹拌を促進すると共に、逆方向の二成分現像剤Ｇの流れを確実に規制することができる。
【００５３】
また、現像剤担持体３２と現像剤撹拌部材３６との回転方向を、互いに逆方向となるように構成した場合には、例えば、規制部３９ｅを構成するブレード部材やブラシ部材の先端を円弧角Ｒに対応する現像剤撹拌部材３６の外周面と接触するように構成してもよい。このように現像剤撹拌部材３６の外周面と規制部３９ｅとが接触するように構成することにより、現像剤撹拌部材３６の回転方向と逆方向の二成分現像剤Ｇの流れを確実に遮断することができる。すなわち、この場合はトナー補給路３７から供給されるトナー及び現像剤は全て現像剤撹拌部材３６の回転軸よりも重力方向下側を通過することになり現像剤収容部３３内の現像剤と十分に撹拌混合されてから現像剤担持体３２へ到達することになる。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る現像装置の作動について、以下に説明する。
【００５５】
図１において、現像剤収容部３３における二成分現像剤Ｇは、現像剤撹拌部材３６により撹拌され、現像剤担持体３２内のピックアップ磁極（Ｎ３）によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤Ｇは、ピックアップ磁極（Ｎ３）及び搬送磁極（Ｓ３）の磁気吸引力と現像剤担持体３２表面との摩擦力により、現像剤担持体３２（回転スリーブ３２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１の近傍に到達すると、搬送磁極（Ｎ１）により穂立ちを形成する。さらに、この二成分現像剤Ｇの穂立ちは、せき止め部４１にて規制されることにより、現像剤層として現像剤担持体３２上に形成され、この現像剤層は、現像領域に搬送される。さらに、現像領域に搬送された二成分現像剤Ｇの現像剤層は、現像磁極（Ｓ１）の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤ＧにおけるトナーＴは、静電潜像担持体２１と現像剤担持体３２との間に形成される現像電界によって、静電潜像担持体２１上の静電潜像を可視像化する。
【００５６】
次に、せき止め部４１付近における二成分現像剤Ｇの挙動について、図４及び図５を参照して説明する。
【００５７】
まず、図４において、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が低い場合を想定する。この二成分現像剤Ｇは、現像剤中のトナー量が少ないことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が大きくなっている。つまり、外部磁界（本例ではＮ１）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は大きくなるため、トナー濃度の低い二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍まで確実に搬送される。このせき止め部４１まで確実に搬送された二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１のせき止め力と搬送磁極（Ｎ１）の磁気拘束力によって、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤を押し出し、この押し出された滞留現像剤は、落下現像剤となって仕切り部材３９上に落下し、現像剤退避部３４を経て、その後、現像剤収容部３３又はトナー収容部３５へ流れ込む。
【００５８】
このとき、上記のようにトナー濃度の低い二成分現像剤Ｇが現像剤退避部３４に導かれた場合、現像剤収容部３３内にはその分だけスペースが作られることになる。その結果、トナー補給路３７にあった二成分現像剤Ｇは、現像剤撹拌部材３６の搬送力と二成分現像剤Ｇの自重により、上記スペースに速やかに引き込まれトナー補給路３７付近の二成分現像剤が流動する。これにより、トナー補給路３７は、トナー収容部３５からのトナーＴ及び高いトナー濃度の二成分現像剤Ｇを受け入れ、このトナーＴ及び非常に高い濃トナー濃度の二成分現像剤Ｇは、現像剤収容部３３へと速やかに供給される。
【００５９】
一方、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が高い場合を想定すると、この二成分現像剤Ｇは、磁性キャリアの表面を覆うトナー量が多いことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が小さい。つまり、図５に示されるように外部磁界（本例ではＮ１）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は小さいため、トナー濃度の高い二成分現像剤Ｇの多くは、現像剤担持体３２の回転方向に対して仕切り部材３９の先端よりも上流側の位置で落下してしまう。この結果、この二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤まで到達することなく、仕切り部材３９上に落下しない。このため、この二成分現像剤Ｇは、仕切り部材３９上に落下することなく、現像剤担持体３２の回転方向に対して仕切り部材３９の先端部３９ｂより上流側の位置で落下し、直接現像剤収容部３３へ戻る。このとき、前述のトナー濃度が低い場合と異なり、現像剤収容部３３内にスペースが作られず、トナー補給路３７付近の二成分現像剤Ｇは流動しないので、二成分現像剤Ｇによりふさがれている状態となり、トナー収容部３５からトナーＴ及び非常に高いトナー濃度の二成分現像剤Ｇは供給されない。
【００６０】
このように、本実施の形態に係るトナー補給メカニズムは、トナー濃度に応じた二成分現像剤Ｇの流動性変化、嵩変化に加えて磁気吸引力の変化を利用したものであり、トナー濃度が低い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われ、トナー濃度が高い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われない構成になっている。
【００６１】
そして、低トナー濃度の時には、二成分現像剤Ｇは、現像剤退避部３４へ一時的に誘導されることによって現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇの嵩変化及び流動性が強調されることになり、その分、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇは、トナー収容部３５内のトナーＴ及び非常に高いトナー濃度の二成分現像剤をすばやく取り込むことができ、高密度画像の連続出力に対応することができる。さらに、前述のようなメカニズムにより、現像剤担持体３２上の飽和トナー濃度は二成分現像剤に働く磁気吸引力に依存するものであり、二成分現像剤の体積に依存しないので、経時で現像装置内の磁性キャリアの量が減少しても飽和トナー濃度は安定した値に保たれる。そして、トナー収容部３５からトナー及び非常に高いトナー濃度の二成分現像剤を供給する場合、二成分現像剤Ｇが現像剤退避部３４を経由するため、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇの循環が非常に活発になり、トナー及び非常に高い濃度の二成分現像剤の取込みが均一に行なわれる。また、二成分現像剤Ｇの嵩変化及び流動性が強調されること、磁性キャリアが現像剤収容部３３及び現像剤退避部３４からトナー収容部３５へ流出しても構わない構成であることから、現像剤の仕込み量を増やすことが可能であるため、現像剤に対するストレスが軽減し、現像剤の長寿命化、低ランニングコストを実現することができる。
【００６２】
ところで、このようなトナー補給メカニズムに基づいて、現像剤濃度を自律的に制御する現像装置において、トナー消費が多い高密度画像等を連続出力した場合、前述したように形成画像内にモヤ班等の画像ムラが発生するという現象が生じていた。
【００６３】
この現象について、本発明者らが鋭意検討した結果判明した発生メカニズムについて、図６〜図８をさらに参照して説明する。
【００６４】
まず、トナー消費が多い高密度画像等を連続出力する場合は、トナー消費に対して現像剤撹拌部材３６による現像剤担持体３２上への現像剤供給が十分におこなわれず、現像剤担持体３２上の現像剤トナー濃度と現像剤収容部３３内の現像剤トナー濃度とに差が生じてしまう。その結果、仕切り部材３９上へ現像剤が流れ始めるタイミングが、本来仕切り部材３９上へ流れ出すべきタイミングから遅れてしまう。すなわち、図６に示されるトナー濃度の測定結果から理解されるように、高密度画像等を連続出力する場合には、現像剤が仕切り部材３９上の現像剤退避部３４へ流入開始するトナー濃度が、通常の画像出力時（トナー消費に対して現像剤担持体３２上現像剤の交換性が十分である場合の画像出力時）に現像剤が仕切り部材３９上に流入開始する、本来の飽和トナー濃度（ＯＮ／ＯＦＦトナー濃度）よりも濃度低下している。このため、高密度画像等の連続出力時には、現像剤に対する搬送力が大きくなり、図７の仕切り部材３９上の現像剤量の測定結果から理解されるように、現像剤が一気に仕切り部材３９上の現像剤退避部３４へ流れ込み、これに伴って現像剤収容部３３内に現像剤及びトナーが入り込む大きなスペースが形成され、トナー収容部３５から過剰な現像剤またはトナーが補給されていることが判明した。
【００６５】
そして、このような状況の下では、補給される新規の現像剤及びトナーの全てが現像剤収容部３３内の現像剤と十分に撹拌混合されることは困難であり、その一部は直接現像剤担持体３２へ到達してしまい、図８に示されるような、現像剤撹拌部材３６の回転軸よりも重力方向上側であってトナー収容部３５側の領域をトナー収容部３５側から現像剤担持体３２側へ向かって通過する現像剤のフローが発生し、これにより、形成画像内にモヤ班等の画像濃度ムラが発生することが判明した。
【００６６】
そこで、本実施の形態に係る現像装置２４においては、前述したように、例えば、仕切り部材３９の下端に、所定の領域において現像剤撹拌部材３６と対向するように形成された規制部３９ｅを設けることにより、トナー補給路３７から補給されて現像剤撹拌部材３６の回転軸Ｏよりも重力方向上側を通過するトナー及び現像剤の流れを規制してやることで、上述したメカニズムにより過剰に新規のトナー及び現像剤が現像剤収容部３３内に補給されても、撹拌不十分な二成分現像剤が現像剤担持体３２へ直接到達することを防止し、これにより、高密度画像形成時におけるモヤ斑等の画像濃度ムラが発生しない良質な画像を得ることができる。
【００６７】
次に、本発明に係る現像装置を用いて、規制部３９ｅの効果を検証評価した結果を実施例として以下に示す。
【実施例１】
【００６８】
本実施例は、前述した実施の形態に係る現像装置（図１参照）を用いて、規制部３９ｅと撹拌ブレンダー３６間のギャップを変化させてモヤ班発生の有無の目視による評価及び反射濃度計Ｘ−ｒｉｔｅ４０４による濃度測定を行なったものである。なお、仕切り部材３９に規制部３９ｅを設けない従来構成の現像装置（図１３参照）の場合の現像剤撹拌部材３６とのギャップは５ｍｍであった。本実施例における現像装置２４の設定条件は次の通りである。
・二成分現像剤Ｇ：磁性キャリアとしては、体積平均流粒径５０μｍのフェライト系キャリアを使用し、トナーＴとしては、磁性粉２０重量％含有の体積平均粒径が９．０μｍのポリエステルトナーを使用した。また、イニシャルの二成分現像剤仕込み量を１００ｇとし、トナー収容部３５への仕込みトナー量は５０ｇとした。
・現像剤担持体３２：表面に６極の磁極を配置したφ１６ｍｍの着磁ロールを使用し、周速を３４０ｍｍ／ｓ（反時計回り方向に回転）に設定した。なお、着磁パターンは図９に示されるようなパターンを用いた。
・撹拌ブレンダー３６：φ１０ｍｍ、ピッチ１０ｍｍとし、周速を２５５ｍｍ／ｓに設定した。
・現像ニップパラメータ：帯電電位（Ｖｈ）は、−４６０Ｖ、潜像電位（Ｖｌ）は、−１００Ｖ、現像バイアス（Ｖｄｅｖｅ）は、−４００Ｖ、静電潜像担持体２１と現像剤担持体３２とのギャップ（ＤＲＳ）は３００μｍ、現像剤担持体３２上の現像剤量（ＭＯＳ）は、３５ｍｇ／ｃｍ2に設定した。
【００６９】
上記の条件で、イニシャルのトナー濃度を１２％とし、画像密度１００％チャートを１０枚出力後、画像密度２０％チャートを１枚出力するサイクルを連続で５回実施した。図１０に仕切り部材３９と現像剤撹拌部材３６との間のギャップと、モヤ班が発生したハーフトーン画像枚数との測定結果を示す。
【００７０】
図１０に示されるように、ギャップが４ｍｍ以上になると、ハーフトーン画像内にモヤ班が発生することが理解される。
【００７１】
次に、撹拌ブレンダー３６の回転方向を現像剤担持体３２の回転方向と同方向（反時計方向）とし、同様の検証を行なった結果を図１１に示す。
【００７２】
この場合は、図１１から理解されるように、ギャップが２．５ｍｍ以上になるとハーフトーン画像内にモヤ班が発生することがわかる。
【００７３】
これにより、現像剤担持体３２と現像剤撹拌部材３６との回転方向を逆にする方が、ギャップ間隔を大きくできることがわかる。すなわち、現像剤担持体３２と現像剤撹拌部材３６との回転方向を逆にする方が、モヤ班の発生を抑制する効果が高いことが理解される。
【００７４】
次に、５サイクル実施後の１０枚目の画像密度１００％チャートの濃度を反射濃度計Ｘ−ｒｉｔｅ４０４にて測定した。測定結果を図１２に示す。なお、測定結果の良否の判断基準としては、濃度１．３５以上であることを要する。
【００７５】
図１２に示されるように、撹拌ブレンダー３６の回転方向が現像剤担持体３２の回転方向と反対方向（時計回り回転）の場合は、全てのギャップにおいて濃度１．３５以上を維持していることが理解される。
【００７６】
一方、撹拌ブレンダー３６の回転方向が現像剤担持体３２の回転方向と同方向（反時計回り回転）の場合は、ギャップを１．０ｍｍ以上にしないと濃度１．３５以上を保持することができないことが理解される。
【００７７】
以上より、本発明に係る現像装置によれば、現像剤撹拌部材３６に対して所定の領域に設けられた規制部３９ｅとの間のギャップを所定の値以下に設定することにより、モヤ班の発生が抑制されることが確認できた。さらに、現像剤担持体３２の回転方向と現像剤撹拌部材３６の回転方向を逆方向に設定することにより、より効果的にモヤ班の発生が抑制されることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明に係る現像装置の仕切り部材及びその周辺部の拡大図である。
【図３】本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図４】実施の形態において、低トナー濃度の二成分現像剤が担持搬送されたときの説明図である。
【図５】実施の形態において、高トナー濃度の二成分現像剤が担持搬送されたときの説明図である。
【図６】画像出力前と仕切り部材上流入開始時における現像剤担持体上現像剤のトナー濃度を示す図である。
【図７】連続出力時における画像密度による仕切り部材上の現像剤流量を比較した図である。
【図８】モヤ班発生時の現像剤フローを示す図である。
【図９】実施例に用いた現像剤担持体の着磁パターンを示す図である。
【図１０】実施例において、現像剤担持体と撹拌部材の回転が逆方向である場合の、モヤ班とギャップとの関係を検証した結果を示す図である。
【図１１】実施例において、現像剤担持体と撹拌部材の回転が同方向である場合の、モヤ班とギャップとの関係を検証した結果を示す図である。
【図１２】実施例において、画像密度１００％チャートの画像濃度を測定した結果を示す図である。
【図１３】従来の現像装置の概要を示す概略構成図である。
【図１４】現像剤撹拌部材の一例を示す図である。
【図１５】従来構成の現像装置におけるモヤ班の発生を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
２１：静電潜像担持体、２２：帯電装置、２３：露光装置、２４：現像装置、２５：バイアス電源、２６：転写装置、２７：バイアス電源、２８：記録材、２９：クリーニング装置、３１：現像ハウジング、３２：現像剤担持体、３３：現像剤収容部、３４：現像剤退避部、３５：トナー収容部、３６：撹拌回転部材、３７：トナー補給路、３８：現像剤分離手段、３９：仕切り部材、３９ａ：ベースプレート、３９ｂ：上端部、３９ｃ：下端部、３９ｅ：規制部、４１：せき止め部、５０：定着装置、５１：加熱ロール、５２：加圧ロール、１００：現像装置、１０１：現像剤担持体、１０２：磁界発生手段、１０３：現像剤収容部、１０４：トナー補給路、１０５：トナー収容部、１０６：現像剤退避部、１０７：現像剤分離手段、１１０：現像剤撹拌部材、３２１：回転スリーブ、３２２：磁極ロール、３５１：トナー撹拌部材、Ｇ：二成分現像剤、Ｏ：回転軸、Ｒ：円弧角、Ｔ：トナー
【図１】
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【図２】
2006047715.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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